Handlungsfelder für klimafreundliche Gesundheitseinrichtungen

Handlungsfeld Energie

„Wenn Sie weiterhin das tun, was Sie bisher getan haben, werden Sie weiterhin das bekommen, was Sie bisher bekommen haben.“

(Henry Ford, Unternehmer, 1863-1947)

Warum ist das Handlungsfeld Energie wichtig?

Gesundheitseinrichtungen haben einen großen Energieverbrauch. Der Anteil am gesamten CO2-Fußabdruck beträgt im Gesundheitswesen zwischen 8 und 15 %. Ein einzelnes Krankenhausbett verbraucht in etwa so viel Energie wie vier neuere Einfamilienhäuser (BUND e.V. 2021). Der im Branchenvergleich sehr hohe Energiebedarf eines Krankenhauses entsteht hauptsächlich, nämlich zu 70 %, bei der Wärmeerzeugung und zu ca. 30 % durch den Verbrauch elektrischer Energie. 

Gebäudebereiche wie Operationssäle und Intensivstationen haben aufgrund ihrer anspruchsvollen Be- und Entlüftungsanforderungen sowie ihrer Klimatisierung einen signifikanten Einfluss auf den Gesamtenergieverbrauch. Das Gleiche gilt auch für Großgeräte, wie CT oder MRT, die ebenfalls einen hohen Energieverbrauch haben.

Wichtig ist, zu beachten, dass Gebäudeenergie nicht nur einem Emissionssektor zugeordnet werden kann. Je nach Art kann sie einerseits als Teil der Scope 1 Emissionen (direkt am Standort verbrauchte Energieträger, z.B. Gas, Öl und selbsterzeugter Strom) betrachtet, andererseits zu den Scope 2 Emissionen (nicht am eigenen Standort erzeugte Energie, z.B. Fernwärme oder zugekaufter Strom) gezählt werden.

Welche Kriterien sind beim Handlungsfeld Energie zu beachten?

Die energietechnische Bewertung von Gesundheitseinrichtungen ist, aufgrund der vielen sich gegenseitig beeinflussenden Prozesse, eine hochkomplexe Angelegenheit. Grundsätzlich sollten immer die drei Steuerungshebel Suffizienz, Konsistenz und Effizienz betrachtet werden, sowohl bei bestehenden Gebäuden als auch bei der Planung neuer Objekte.

Suffizienz

In einer Gesundheitseinrichtung kann das Kriterium Suffizienz vor allem durch Verhaltensänderungen bzw. Konsumbeschränkung umgesetzt werden. Ein Beispiel hierfür ist die Begrenzung der Heizleistung auf eine Raumtemperatur von 19 Grad Celsius.

Konsistenz

Der Grundsatz der Konsistenz bedeutet, genutzte Energie und die dabei anfallenden Nebenprodukte wieder- bzw. weiter zu verwenden. Als Beispiel dient der Einsatz von Wärme- oder Kältetauschern oder anderen Rückgewinnungssystemen.

Effizienz

Der Hebel der Effizienz beschreibt die Verbesserung der Nutzung eingesetzter Rohstoffe, also eine Betriebsweise mit möglichst geringen nicht-regenerativen Verlusten. Beispiele hierfür sind der hydraulische Abgleich (Betriebsweise) einer Heizungsanlage, der Einsatz hocheffizienter Anlagen (Technik) und die Verwendung gekoppelter Systeme, wie die Kraft-Wärme-Kopplung.

Welche Herausforderungen gibt es im Handlungsfeld Energie?

Ein wesentlicher Einflussfaktor für die Energiebilanz einer Gesundheitseinrichtung sind ihre Gebäude, wobei zwischen Neubau und Bestandsobjekten unterschieden wird. Während für Neubauten bereits in der Planungsphase eine klimaneutrale Energieversorgung des Baus und laufenden Betriebs angestrebt werden sollte, besteht für die meisten deutschen Gesundheitseinrichtungen der Bedarf einer schrittweisen Umrüstung zum Netto-Null. Bisher können Krankenhausträger:innen jedoch lediglich mit finanziellen Eigenmitteln und Fördergeldern versuchen, ein klimaneutrales Netto-Null-Krankenhaus zu errichten und zu betreiben. Zudem erschweren die Fördermittelrichtlinien mancher Bundesländer eine Entscheidung pro Klimaschutz. Als Beispiel dient die Finanzierung einer nachhaltigen Heizungsanlage, wobei eine neue Anlage oftmals nur förderfähig ist, wenn die alte abgenutzt ist. Zudem sind im Rahmen der dualen Finanzierung Investitionen mit Refinanzierung aus den erbrachten Klinikleistungen nicht vorgesehen.

Darüber hinaus lähmt aktuell (Sommer 2023) die angekündigte Strukturreform die Investitionsbemühungen vieler Träger:innen, da sie eine existenzielle Gefahr für viele Gesundheitseinrichtungen bedeutet. Ohne die Sicherheit des Weiterbestehens nach der Reform, fehlt meist der Grund für Investitionen in die Nachhaltigkeit des Unternehmens.

Hinweis

Die Energie-Kompensationszahlungen der Bundesregierung für Krankenhäuser für das Jahr 2023 sind an eine verpflichtende Energieberatung gekoppelt, die bis zum 15. Januar 2024 erfolgt sein muss.

Siehe hierzu: „Unklare Vorgaben“: Energieberatungspflicht stellt Kliniken vor Herausforderungen

Wie kann ich das Handlungsfeld Energie strukturiert angehen?

Veränderungsprozesse sollten gemäß der folgenden drei Handlungsschritte verlaufen:

  1. Maßnahmen zum energieeffizienten und energiesparenden Anlagenbetrieb
  2. Zügiger Übergang zu erneuerbaren Energien
  3. Verändertes Handeln aller Mitarbeitenden des Gesundheitswesens

1. Maßnahmen zum energieeffizienten und energiesparenden Anlagenbetrieb

Der Großteil der deutschen Krankenhäuser und Gesundheitseinrichtungen betreibt eigene Heizungsanlagen oder Blockheizkraftwerke, ein kleinerer Teil bezieht Fernwärme. Um die Anlagen klimafreundlich zu betreiben, müssen vor allem die Aspekte Konsistenz und Effizienz betrachtet werden.

Blockheizkraftwerke erreichen einen höheren Wirkungsgrad im Vergleich zur gesonderten Strom- und Wärmeerzeugung. Als Energieträger kommen gegenwärtig zumeist Erdgas, in Ausnahmefällen aber auch Biogas und Holzhackschnitzel zum Einsatz. Viele neuere Anlagen könnten auch grünen Wasserstoff als Energieträger nutzen – dieser steht aber derzeit nicht in ausreichenden Mengen zu einem bezahlbaren Preis zur Verfügung. Sinnvolle Ergänzungen zu bestehenden Anlagen können Wärme- bzw. Kälterückgewinnungsanlagen sein, um z.B. die ohnehin anfallende Abwärme eines Blockheizkraftwerkes für die Kühlung und Klimatisierung zu nutzen.

Effiziente Anlagensteuerung: Nach systematischer Analyse bestehen oft erstaunliche Effizienzreserven im Betrieb von bestehenden Anlagen. Technische Maßnahmen finden sich hier in der Anpassung unter anderem von Lüftungstechnik, Dämmung, Kälte- und Hitzeschutz sowie Beleuchtung. Es ist sinnvoll, Energieverbräuche in möglichst großer Auflösung in Echtzeit zu überwachen und zu steuern. Mit einer Palette an Maßnahmen haben einige Einrichtungen gezeigt, dass ein Einsparpotenzial der Treibhausgasemissionen von 50 bis 70 % im Vergleich zu Ausgangswerten von 1990 erreicht werden kann. Die Optimierungsmaßnahmen können im laufenden Betrieb und zu einem relevanten Teil im Rahmen von regulären Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen der Gebäude durchgeführt werden. Energiemanagementsysteme sollten diesen Prozess begleiten. Darüber hinaus kann die Zertifizierung beispielsweise nach DIN EN ISO 50001 Anreize zur Transformation und Akzeptanz in der Organisation schaffen.

2. Zügiger Übergang zu erneuerbaren Energien

Oberste Priorität ist, selbstverständlich ohne die Versorgungssicherheit zu gefährden, Kohle-, Öl-, und Gasheizungen durch Systeme zu ersetzen, die aus erneuerbarer Energie gespeist werden. Schnellstmöglich sollten auch politische Anreize diese Transformation fördern. Krankenhäuser werden in aller Regel nicht in der Lage sein, den eigenen Energiebedarf auf dem Gelände zu decken. Insofern sind sie mit abhängig von der Energiewende in Deutschland. Die vollständige und konsequente Umstellung auf erneuerbare Energien erfordert eine an die lokalen Verhältnisse angepasste Lösung für Energieeinspeisung (Strom) und Wärmespeicherung. Hierbei werden derzeit primär lokale, quartiersbezogene Lösungen angestrebt. Ein Überblick über nachhaltige Energieversorgung und deren technische Bewertung ist vielfältig verfügbar. Die Ausschreibungskriterien für den Stromeinkauf der Kliniken sollten die Anforderungen von 100 % Ökostrom erfüllen. Um Greenwashing vorzubeugen, ist hierbei auf eine angemessene Zertifizierung zu achten (z.B. durch das Grüner-Strom-Label).

Photovoltaik (PV) kann vor allem helfen, die Menge an zugekauftem Strom zu reduzieren. Aufgrund der gesunkenen Preise für PV-Anlagen ist die Amortisation in der Regel geringer als 10 Jahre, sodass PV sich finanziell schnell rechnet. Den Gesamtenergieverbrauch eines Krankenhauses wird Photovoltaik auf den begrenzten Flächen der Einrichtungen in aller Regel nicht decken können. Dennoch besteht die Möglichkeit, einen bedeutenden Teil der Energie umweltfreundlich und wirtschaftlich günstig mithilfe von PV-Anlagen zu erzeugen und damit sichtbar ein Zeichen für Nachhaltigkeit in Ihrem Krankenhaus zu setzten.

Wärmepumpen können vor allem bei Neubauten bereits jetzt erheblich zur Energieeffizienz beitragen. Im Bestandsbau wird der Einsatz derzeit häufig noch aufgrund von wirtschaftlichen Aspekten nicht eingesetzt.

Geothermie – und für größere Energiemengen vor allem auch Tiefengeothermie – hat großes Potential, ist bislang aber im Bestandsbau und aufgrund von komplexen Genehmigungsverfahren noch nicht weit verbreitet. Es können sich hier aber im Rahmen von Contractingmodellen sicher zeitnah interessante Lösungen entwickeln.

3. Zum Handlungsfeld „Verändertes Handeln aller Mitarbeitenden im Gesundheitswesen“

Hier betrachtet man vor allem den Aspekt der Suffizienz. Grundsätzlich müssen wir immer Bedenken, dass die Entscheidung für die angemessene Nutzung von Energie zu einem bestimmen Anteil in den Händen der Beschäftigten der Gesundheitseinrichtungen liegt. Dennoch ist es wichtig, Informationen zu Verhaltensänderungen den Mitarbeiter:innen zur Verfügung zu stellen, wie zum Beispiel das Heizen von Räumen außerhalb der Betriebszeiten und das Vermeidung von unsachgemäßes Lüften. Hier spielen die Klimateams und die Klimamanager:innen der Einrichtung eine große Rolle. Für solche Verhaltensänderung der Mitarbeiter:innen ist eine große Bandbreite an Maßnahmen inklusive gesonderte Personalschulungen zum Thema Energiesparmaßnahmen, Nachhaltigkeit und transformatives Handeln sinnvoll. In Zeiten der von gestiegenen Gaspreisen hat sich gezeigt: einige Kliniken konnten durch interne Verhaltensänderungen allein bis zu 15 % ihrer Energie einsparen.

Auch können im operativen Bereich große Einsparungen erzielt werden, indem die Lüftungseinstellungen an den konkreten Saallaufzeiten gekoppelt werden. Außerhalb der normalen OP-Zeiten wird die Lüftung auf das Nötigste beschränkt. Und natürlich wird hier auch der Bereich „Vermeidung unnötiger Leistungen“ (siehe Diagnostik und Therapie – Link) interessant: Mit jeder medizinisch nicht indizierten CT-Untersuchung setzten wir nicht nur den Patienten die Strahlenbelastung aus, sondern verbrauchen auch jede Menge Energie.

Womit kann ich direkt anfangen?

Übersicht über sinnvolle Maßnahmen, geordnet nach Bereich:

Grundsätzlich:

  • Energieeffizienz optimieren: Führen Sie ein Energieaudit durch, um die Gebäude möglichst energieeffizient zu machen. Dazu gehören beispielsweise auch Dämmmaßnahmen und Sanierungsmöglichkeiten.
  • Integration von Erneuerbaren Energien: Ergänze sie ihr bestehendes Energie-System mit PV-Systemen.
  • Bei Erdgas-Heizung: Einsatz von erneuerbaren Brennstoffen prüfen: Biomasse und Biogas können eventuell eine bessere Alternative als Erdgas darstellen.

Energiesparen bei der Wärmerzeugung

  • Erneuerung Heizungsanlage, alternative Brennstoffe
  • Heizanlage optimieren, thermischer Abgleich, hydraulischer Abgleich
  • Kontaktschalter: Fensteröffnung regelt Heizung herunter
  • Computergesteuerte Temperaturregelung bei unbelegten Zimmern
  • Dämmung der Fassade und der Rohrleitungen
  • Solarthermie zur Heizungsunterstützung oder Warmwasserproduktion

Energiesparen bei der Kühlung

Bis zu 20 % der Energie im Krankenhaus gehen zu Lasten der Kühlung. Vorhandene Kühltechnik lässt sich in vielen Fällen effizienter gestalten. Hier können teilweise bis zu 30 % Energie gespart werden. Folgende Maßnahmen bringen Energiekosten-Gewinne bei Bestandsanlagen:

  • Verdampfungs- und Kondensationstemperatur optimieren: Durch moderne Regulierungsmethoden, wie zum Beispiel wassergekühlte Verflüssiger oder „Economiser“, können Verbesserungen von 20 % und mehr erzielt werden
  • Optimale Kältemittel bringen zusätzliche Energieeffizienz
  • Wärmerückgewinnung birgt unterschiedliche Effizienzwerte: Im optimalen Fall kann sie direkt in den Brauchwasser- und Heizungskreislauf eingespeist werden. Aber auch „kleinere“ Wärmenutzungen sind oft effektiv und senken auf Dauer die Energiekosten

Ein Umbau zu energiesparender Kühlung oder Kälte kann durchaus eine größere Investition werden. Diese Investition sollte in jedem Fall auf zeitnahe Amortisation und Wirtschaftlichkeit hin untersucht werde, denn oft sparen größere Investitionen schneller und mehr Geld ein als vereinzelte oder kleinere Maßnahmen. Es nicht ganz einfach, dem technisch komplexen System „Kühlanlage“ seinen Stromhunger abzugewöhnen. Doch gerade bei den immer stärker werdenden Hitzewellen mit den drohenden Gesundheitsgefahren für die Patient:innen ist ein Konzept zur Kühlung der Stationen unablässig!

Wie kann ich große Investitionen finanzieren?

Wenn Gesundheitsreinrichtungen kein finanzielles Kapital zu Verfügung haben oder kein finanzielles Risiko eingehen wollen, gibt es Möglichkeiten für Energiesparpartnerschaften.

Contracting: Beim Energiespar-Contracting (ESC) werden Effizienzmaßnahmen am Gebäude umgesetzt, um Energie und Kosten zu reduzieren. Das ESC zielt darauf ab, Anlagen und Gebäude so zu optimieren, dass Energieeinsparungen von etwa 20-60 % erzielt werden können. Der Contractor plant, finanziert und überwacht die durchgeführten Maßnahmen, garantiert Kosteneinsparungen und refinanziert sich durch diese Einsparungen. Dadurch können verschiedene Maßnahmen wie der Austausch von Pumpen, der hydraulische Abgleich der Heizungsanlage und die Installation energieeffizienter Beleuchtung eingesetzt werden – ohne jegliche Investitionen der Gesundheitseinrichtung.

Intracting: Falls Sie als Gesundheitseinrichtung finanzielle Mittel zur Verfügung haben, kann sich das sogenannte Intracting für sie deutlich lohnen. Anders als beim Contracting, bei dem ein externer Dienstleister Maßnahmen zur Energieeinsparung umsetzt, wird beim Intracting die Optimierung von Energieverbrauch und -effizienz innerhalb der eigenen Organisationsstruktur durchgeführt. Die finanziellen Mittel für die Umsetzung der Maßnahmen werden dabei aus den erzielten Einsparungen der Energiekosten refinanziert. Intracting kann dazu beitragen, den Energieverbrauch und die Betriebskosten langfristig zu senken, ohne die Dienste eines externen Anbieters in Anspruch zu nehmen und damit mehr Geld für die eigene Einrichtung sparen zu können.

Weitere Maßnahmen

Absorptionskältetechnik

Die Absorptionskältetechnik ist sehr einfach und sehr effektiv: Zur Erzeugung von Kälte werden thermischen Energien genutzt. Fällt in einem Krankenhaus kostenlose Wärme an, kann diese für den Antrieb der Kältetechnik genutzt werden. Dieser altbekannte Prozess der Umwandlung von Wärme zu Kälte ist gerade in den letzten Jahren wieder sehr „in Mode“ gekommen: Vor allem bei KWK-Anlagen (BHKW) und durch die Solarthermie-Technik lässt sich die Absorptionskälte sinnvoll nutzen.

Absorptionskälte-Vorteile im Überblick:

  • Geringer Strombedarf
  • Geringe Wartung und Geräuschentwicklung
  • Lange Lebensdauer, umweltfreundliche Kältemittel
  • Stufenlos regelbar

Energiesparen bei der Lüftung

In Krankenhäusern werden Lüftungsanlagen eingesetzt, um CO2-Gehalt, Feuchtigkeit und Verschmutzung der Luft zu regulieren. Die meisten Lüftungsanlagen können um 20-25 % energieeffizienter sein, denn durch fehlende Regelung, veraltete Bauweise oder Zusatzfunktionen wie Heizen oder Kühlen verrichten sie ihren Dienst für mehr Kosten als nötig.

Allgemeine Maßnahmen zur Energieeffizienz bei Lüftung/RLT-Anlage

MASSNAHMELOHNT SICH  BEMERKUNG
Regelbare Lüfter, SensorenImmerLüftung je nach Luftqualität und Bedarf
Runde Rohre, wenige WinkelGelegentlich  Oft nicht wirtschaftlich
Minderwertige Technik austauschenHäufigJe nach Ist-Zustand
Strömungsgeschwindigkeit verringern  ImmerVermeidet auch Druckunterschiede
Optimieren, reduzierenImmerWeniger Komponenten bedeuten weniger Wartung
Wärmetauscher einbauenSehr oftGroße Heizkostenersparnis möglich
Filter regelmäßig reinigenImmerFür Energieeffizienz und Hygiene
Unnötige Prozessgeräte ausbauenImmerTropfenabscheider, Kühler, andere selten benutzte Einheiten
RLT nicht für Raumwärme nutzenOftBesser: Radiatoren, Strahlplatten
Klima: Adiabate Kühlung nutzenGelegentlich Wasserverdunstung anstelle Strom-Klimaanlage
Quelle: Energieagentur NRW

Best Practice Beispiele

Geothermie – Krankenhaus Göttlich Heiland in Wien

umgesetzt: Wärme und Kälte für einen neuen Trakt, bestehend aus Bettengeschossen und Funktionsgeschossen (OP-Anlagen, Intensivstation, Therapie- und Behandlungsräume), werden aus einer Geothermie-Anlage bezogen. Das dafür eingesetzte Erdwärmesondenfeld besteht aus 36 Sonden à 200 m und generiert eine Gesamtwärmeleistung von 230 kW und eine Kühlung von 460 kW. Weiterführende Informationen finden zu diesem Projekt Sie über den Bundesverband Geothermie.

Umrüstung auf Hocheffizienzpumpen – Niels Stensen Kliniken

In allen Mitgliedshäusern des Verbundes wurden die alten Heizungsumwälzpumpen gegen Hocheffizienzpumpen ausgetauscht. Eine Förderung durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle wurde wahrgenommen. Amortisationszeit der Investition ist 5 Jahre. Jährlich werden 12 Tonnen CO2eq eingespart.

Kälteerzeugung mittels Abwärme durch Kompressionskältemaschine – Klinikum Konstanz

Mit dem Ziel einer zuverlässigen, effizienten und wirtschaftlichen Kältebereitstellung setzt das Haus auf Kraft-Wärme-Kälte Kopplung, wobei die überschüssige Wärme aus dem BHKW in der Absorptionskältemaschine zu Kälte für den Eigenbedarf umgewandelt wird. Die Leistung dieser Maschine und einer Kompressionskältemaschine liegt bei je 400 kW. Mit der Kälte werden Patientenzimmer, Personal- und Gemeinschaftsräume klimatisiert. Technische Kennzahlen sowie Informationen zur Umsetzung befinden sich im Energieatlas-BW.

Neubau einer Photovoltaikanlage – Caritas St. Joseph Regensburg

Mit insgesamt 243 Modulen erzeugt die PV-Anlage des Caritas St. Joseph Krankenhauses in Regensburg jährlich rund 90 000 Kilowattstunden elektrische Energie. Dies entspricht dem Jahresverbrauch von rund 36 Zweipersonen-Haushalten. Weitere Informationen im kma-online Magazin.

Materialien und Link-Tipps

Global Green & Healthy Hospital (GGHH) Netzwerk stellt auf der seiner Website ein Energy Guidance Document zur Verfügung.

Rahmenwerke mit Handlungsempfehlungen, die für Gesundheitseinrichtungen Anwendung finden sind zum Beispiel die ISO 50001 „Energiemanagementsysteme“, die BSI PAS 2060 „Klimaneutralität“, sowie die Bewertungskriterien „LEED for Healthcare“ des U.S. Green Building Council.

Eine im Oktober 2017 publizierte Bachelorarbeit der Hochschule Hamm-Lippstadt zum Stromverbrauch medizinischer Großgeräte zeigt, dass die Nennwerte der Hersteller von CT und MRT- Geräten zum Teil stark abweichen von den Bedingungen in der praktischen Anwendung und mehr als die Hälfte des Strombedarfs (MRT 51,9%, CT 78,8%) auf den Standby-Betrieb entfallen.

Die Initiative „Nachhaltigkeit in der Radiologie“ der Deutschen Röntgengesellschaft e.V. hat – zu vorherigem Punkt passend – ein Interview veröffentlicht, in welchem die Größenordnung der Energieverbräuche radiologischer Großgeräte einordnet und Einsparpotentiale aufzeigt werden.

Beauftragt vom Hessischen Wirtschaftsministerium hat die Landesenergieagentur und die Hessische Initiative für Energieberatung im Mittelstand (HIEM) einen Leitfaden mit Energieeffizienz-Tipps entwickelt und gibt damit Einblicke in Möglichkeiten zur Energieeinsparung und zum Einsatz von Energieeffizienztechnologien in Gesundheitseinrichtungen.

Die Stiftung Münch hat einen anschaulichen Leitfaden zur besseren Energieeffizienz im Krankenhaus entwickelt. Gespickt mit vielen Praxisbeispielen hilft dieser Leitfaden Einsparpotentiale zu identifizieren und diese umzusetzen.

Um Einsparung in Energienutzung und Betriebskosten zu erreichen, klärt die Firma Pumpen Binek GmbH über Chemie in Pumpensystem auf und gibt wertvolle Hinweise, wie ein Pumpensystem nachhaltiger und ohne Chemie betrieben werden kann.

Ihre Projekte

Haben Sie zusätzliche Vorschläge, Kommentare oder gute Best-Practice-Beispiele?

Wir freuen uns über Ihre Anregungen, um unsere Arbeitsbereiche kontinuierlich zu optimieren. Kontaktieren Sie uns hierzu gerne unter info@klimeg.de.

Ansprechpartner:in

Maurizio Bär

Ihr Ansprechpartner für das Thema Energie

info@klimeg.de